城市智能交通控制系统探究和设计

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1、城市智能交通控制系统探究和设计　　摘要：智能交通控制系统的研究重点是针对日趋严重的交通问题，采用信息技术、通信技术、计算机技术、电子技术，对传统交通运输系统进行深入的改造，以提高系统资源的使用效率和提升交通企业的服务、管理水平。本文从城市交通控制系统的分类出发，对城市交通控制系统的分类与设计进行了探讨。关键词：城市智能；交通控制系统；分类；设计中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：一、城市交通控制系统的分类城市道路交通控制系统可以从不同的角度进行分类，这里分别从空间关系、控制方式上对城市道路交通控制系统简单分类

2、。1、按空间关系划分从空间关系上可以把城市交通系统分划为单交叉口控制(点控制)、交通干线的协调控制(线控制)和区域交叉口的网络控制(面控制)三种形式。（1）单个交叉口的点控制7单个交叉口的点控制是一种最基本的控制方式。孤立交叉口点控制的控制参数是信号周期和绿信比，控制的目标一般是车辆延误和交叉口的通行能力。在理想的情况下，希望总延误时间最小和交叉口的通行能力得到最大的利用。由于点控制的设备简单、投资省、维护方便，至今仍是应用较多的一种信号控制方式。从技术上讲，它又分为离线点控制和在线点控制两种形式。前者采用定时信号配

3、时技术，目前仍然是其他控制方式的配时基础;后者是交通响应控制或车辆感应控制，它是根据交叉口各个入口交通流的实际分布情况，合理分配绿灯时间到各个相位，从而满足交通需求。（2）干线交通的协调控制城市路网中的交通干线承担着很重的交通负荷，保证干线的交通畅通对改善一个地区甚至一个城市的交通状况往往起着至关重要的作用。在城市交通路网中，有时交叉口相距很近，两个相邻的交叉口之间的距离通常不足以使一小队车流在有限时间内完全疏散。单个交叉口分别设置单点信号控制时，车辆经常遇到红灯，时停时开，行车不畅，环境污染严重。为了减少车辆在各个

4、交叉口的停车次数，特别是当干线的车辆比较畅通时，相邻交叉口之间的控制方案宜采用相互协调的控制策略。最初协调信号计时的方法是基于绿波的概念，相邻交叉口执行相同的信号控制周期，主干线相位的绿灯开启时刻错开一定的时间，交叉口的次干线在一定程度上服从主干线的交通。7当一列车队在具有许多交叉口的一条干线上行驶时，协调控制使得车辆在通过干线交叉口时总是在绿灯开始时到达，因而无需停车即可通过交叉口，形成一条交通流的绿波带。绿波控制能有效提高车辆行驶速度和道路通行能力，确保道路畅通，减少车辆在行驶过程中的延误时间和能源消耗。干线交通

5、协调控制的控制参数是周期长度、绿信比和相位差，控制的目标一般是车辆的平均延误和停车次数。干线信号协调控制方法的设计流程图如图1所示。图1干线信号协调控制方法的设计流程图（3）区域交通网络的协调控制区域交通信号控制的对象是城市或某个区域中所有交叉口的交通信号。随着计算机技术、优化方法、自动控制和车辆检测技术的发展，人们研究把一个城市区域内或一个局部小区内所有交叉口的交通信号联合起来综合加以协调控制，以使得区域内的车辆在通过某些交叉口时所产生的总损失最小。在这种控制方式下，交通信号机将交通量数据实时地通过通信网传至上位机

6、，上位机根据路网交通量的实时变化情况，按一定时间步距不断调整正在执行的配时方案。上位计算机同时控制一个城市区域中的多个交叉路口，实现区域中交叉口之间的统一协调管理，提高路网的运行效率。通过这种控制方式，容易实现交通路网的统一调度与优化管理。区域信号协调控制配时优化的设计如图2所示。7图2区域信号协调控制配时优化的设计流程图2、控制方式划分（1）定时控制定时控制方式以历史交通流数据为依据，找出每个日/周和时间段的不同交通流变化规律，用人工方法或计算机仿真等手段预先准备好不同日/周和不同时间区段内使用的配时方案，它属于开

7、环控制，不易根据车流状况实时调整控制方案。由于定时控制对交通信号机的要求低，无需实时交通量的检测，因而仍然是目前城市道路交通系统中应用较为广泛的一种控制策略。（2）感应控制感应控制的原理是根据车辆检测器测量的交通流数据调整相应的绿灯时间的长短和时间顺序，以适应交通流的随机变化。这种方式比定时控制有更大的灵活性。（3）智能控制7严格意义上讲，智能控制不仅仅是交通信号的控制，而是整个交通系统的控制，即智能交通系统。智能交通系统是交通控制的最高层次，它将先进的信息技术、数据通讯技术、检测传感技术、自动控制理论、运筹学、人工

8、智能和计算机及其网络等一系列高新技术综合运用于交通运输各个子系统，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通运输综合管理体系。智能交通系统把人、车、路和环境等交通运输系统的各个环节有机整合，从而使车、路的运行功能一体化和智能化。智能交通系统是解决交通问题的必由之路，安全、高效、环保、低耗、快捷、舒适的绿色交通是智能交通的发展方